Nghiên cứu tác dụng của vữa xi măng đối với ma sát của cọc bê tông ứng lực trước

• Tác giả: Đặng Ngọc Hải
• Người hướng dẫn: PGS-TS. Võ Phán
• Trường học: Đại học Bách Khoa
• Chuyên ngành: Địa Kỹ Thuật Xây Dựng
• Đề tài: Tác Dụng Của Vữa Xi Măng Trong Tăng Ma Sát Cọc Bê Tông Ứng Lực Trước
• Loại tài liệu: luận văn thạc sĩ
• Năm xuất bản: 2012
• Địa điểm: TP. Hồ Chí Minh

• MỞ ĐẦU
• 0.1. Mục đích nghiên cứu của đề tài
• 0.2. Phương pháp nghiên cứu
• 0.3. Ý nghĩa khoa học của đề tài
• 0.4. Giá trị thực tiễn đề tài
• 0.5. Phạm vi nghiên cứu
• 1. CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ CÁC VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU VỮA XI MĂNG TRONG VIỆC LÀM TĂNG SỨC CHỊU TẢI CỦA THÀNH VÀ MŨI CỌC BÊ TÔNG CỐT THÉP
• 1.1. Tác dụng của vữa xi măng trong tăng cường sức chịu mũi của cọc khoan nhồi
• 1.2. Vữa xi măng trong cọc xi măng đất đối với việc gia cố nền đất yếu
• 1.2.1. Công nghệ thi công
• 1.2.2. Thực tế ứng dụng trên thế giới
• 1.2.3. Tại Việt Nam
• 1.2.4. Tổng quan về thi công cọc bằng phương pháp khoan cọc bê tông cốt thép ứng lực trước và dùng vữa xi măng đất để gia tăng sức chịu tải của cọc
• 1.2.4.1. Mô tả khái quát phương pháp thi công
• 1.2.4.2. Làm cọc thí nghiệm
• 1.2.4.3. Trình tự thi công
• 1.2.4.4. Xử lý sự cố đối với cọc
• 1.2.5. Nhận xét chương 1
• 2. CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT TÍNH TOÁN TÁC DỤNG VỮA XI MĂNG ĐỐI VỚI SỨC CHỊU TẢI CỦA THÀNH VÀ MŨI CỌC
• 2.1. Tổng quan về cọc bêtông ứng suất trước
• 2.2. Tính toán sức chịu tải của cọc theo chỉ tiêu vật liệu làm cọc
• 2.3. Tính toán ứng suất hữu hiệu của cọc
• 2.4. Tính toán sức kháng nén dọc trục của cọc
• 2.5. Sức chịu tải của cọc theo chỉ tiêu cường độ đất nền
• 2.6. Sức chịu tải cực hạn của cọc
• 2.7. Sức chịu tải cho phép của cọc
• 2.8. Sức chịu tải của cọc khi có tác dụng của vữa xi măng
• 2.9. Tính toán tỉ lệ vữa xi măng đối với sức chịu tải của cọc
• 2.10. Trình tự tính toán vữa xi măng thân cọc
• 2.11. Trình tự tính toán vữa xi măng mũi cọc
• 2.12. Nhận xét chương 2
• 3. CHƯƠNG 3: ỨNG DỤNG TÍNH TOÁN CÔNG TRÌNH 686, XÔ VIẾT NGHỆ TĨNH, QUẬN BÌNH THẠNH
• 3.1. Địa điểm đầu tư xây dựng
• 3.2. Vị trí địa lý, giới hạn khu đất
• 3.3. Quy mô đầu tư xây dựng
• 3.4. Cọc bê tông ứng suất trước
• 3.5. Tính toán sức chịu tải của cọc
• 3.6. Tính toán sức chịu tải của cọc theo chỉ tiêu vật liệu làm cọc
• 3.7. Sức chịu tải của cọc trong trường hợp không có vữa xi măng
• 3.8. Tính toán sức chịu tải của cọc trong trường hợp có vữa xi măng
• 3.9. Tính toán sức chịu tải của cọc dựa trên kết quả thí nghiệm SPT
• 3.10. Tính toán sức chịu tải của cọc theo các chỉ tiêu cơ lý đất nền
• 3.11. So sánh sức chịu tải của cọc trong trường hợp có vữa xi măng và không có vữa xi măng
• 3.12. Tính toán sức chịu tải của cọc có vữa xi măng và thay đổi đường kính cọc nhưng vẫn giữ nguyên thể tích cọc
• 3.13. Cọc có đường kính Ø800
• 3.14. Cọc có đường kính Ø500
• 3.15. Nhận xét chương 3
• 4. CHƯƠNG 4: PHÂN TÍCH VÀ MÔ PHỎNG BẰNG PHƯƠNG PHÁP PHẦN TỬ HỮU HẠN-PHẦN MỀM PLAXIS
• 4.1. Khai báo dữ liệu đầu vào
• 4.2. Kết quả chạy chương trình mô phỏng
• 4.3. Phân tích kết quả chạy mô phỏng bằng phần mềm Plaxis 3D
• 4.4. Nhận xét chương 4
• KẾT LUẬN
• KIẾN NGHỊ
• TÀI LIỆU THAM KHẢO
• PHỤ LỤC -1-
• MỞ ĐẦU

I. Tác dụng của vữa xi măng trong tăng ma sát cọc bê tông ứng lực trước

Vữa xi măng đóng vai trò quan trọng trong việc tăng cường sức chịu tải của cọc bê tông ứng lực trước. Sức chịu tải của cọc được xác định bởi hai thành phần chính: sức chịu mũi và ma sát thành bên. Trong thực tế, hai thành phần này thường không được huy động đồng thời do sự không phù hợp về biến dạng. Theo AASHTO (1997), ma sát thành bên có thể đạt 50% tới hạn với chuyển vị nhỏ, trong khi sức chịu mũi yêu cầu chuyển vị lớn hơn nhiều để huy động. Điều này dẫn đến việc ma sát bên thường đạt đến cường độ tới hạn trước khi sức chịu mũi được huy động. Để khắc phục hiện tượng này, phương pháp phun vữa dưới mũi cọc đã được áp dụng tại nhiều công trình, như cầu Mỹ Thuận. Phương pháp này giúp tăng khả năng chịu tải của mũi cọc, đặc biệt trong các loại đất yếu như đất cát và bùn. Việc phun vữa không chỉ cải thiện sức chịu tải mà còn giúp ổn định cấu trúc đất xung quanh mũi cọc.

1.1. Vữa xi măng trong cọc xi măng đất đối với việc gia cố nền đất yếu

Cọc xi măng đất là một giải pháp hiệu quả trong việc xử lý nền đất yếu. Hỗn hợp giữa đất nguyên trạng và xi măng được phun xuống nền đất giúp gia cố và tăng cường sức chịu tải cho các công trình xây dựng. Phương pháp này đặc biệt hữu ích trong các khu vực có tầng đất yếu dày, như thành phố Hồ Chí Minh. Cọc xi măng đất có khả năng xử lý sâu đến 50m, thích hợp cho nhiều loại đất yếu. Ưu điểm của phương pháp này bao gồm thi công nhanh, tiết kiệm chi phí và hiệu quả kinh tế cao. Việc sử dụng cọc xi măng đất đã chứng minh được tính khả thi và hiệu quả trong nhiều dự án xây dựng, từ giao thông đến thủy lợi.

II. Tính toán sức chịu tải của cọc

Tính toán sức chịu tải của cọc bê tông ứng lực trước là một phần quan trọng trong thiết kế móng. Sức chịu tải của cọc phụ thuộc vào nhiều yếu tố, bao gồm tính chất vật liệu, cấu trúc địa chất và phương pháp thi công. Các chỉ tiêu vật liệu làm cọc, như cường độ bê tông và chất lượng thép, ảnh hưởng trực tiếp đến sức chịu tải. Tính toán sức chịu tải cần được thực hiện dựa trên các tiêu chuẩn kỹ thuật và phương pháp tính toán hiện hành. Việc sử dụng vữa xi măng trong quá trình thi công cọc cũng cần được xem xét để đánh giá ảnh hưởng của nó đến sức chịu tải. Các nghiên cứu cho thấy rằng việc sử dụng vữa xi măng có thể làm tăng đáng kể sức chịu tải của cọc, đặc biệt trong các điều kiện địa chất khó khăn.

2.1. Tính toán sức chịu tải theo chỉ tiêu vật liệu

Tính toán sức chịu tải của cọc theo chỉ tiêu vật liệu là một bước quan trọng trong thiết kế. Các yếu tố như cường độ nén của bê tông và độ bền kéo của thép cần được xem xét kỹ lưỡng. Sức chịu tải của cọc có thể được xác định thông qua các phương pháp phân tích khác nhau, bao gồm phương pháp phân tích giới hạn và phương pháp phần tử hữu hạn. Việc áp dụng các tiêu chuẩn tính toán hiện hành giúp đảm bảo tính chính xác và độ tin cậy của kết quả. Ngoài ra, việc sử dụng vữa xi măng cũng cần được tính toán để đánh giá ảnh hưởng của nó đến sức chịu tải của cọc.